人教版(新教材)高中物理選擇性必修3學(xué)案：5 1 原子核的組成

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE1第1節(jié)原子核的組成〖學(xué)習(xí)目標(biāo)要求〗1.了解天然放射現(xiàn)象和天然放射現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)的意義。2.知道三種射線的本質(zhì)和特征。3.知道原子核的組成和同位素的概念，會正確書寫原子核符號。4.了解發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象的相關(guān)史實。一、天然放射現(xiàn)象1.1896年，法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線，這種射線可以穿透黑紙使照相底版感光。2.物質(zhì)發(fā)出射線的性質(zhì)稱為放射性，具有放射性的元素稱為放射性元素，放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象，叫作天然放射現(xiàn)象。3.原子序數(shù)大于83的元素，都能自發(fā)地發(fā)出射線，原子序數(shù)小于或等于83的元素，有的也能發(fā)出射線。4.瑪麗·居里和她的丈夫皮埃爾·居里發(fā)現(xiàn)了兩種放射性更強(qiáng)的新元素，命名為釙(Po)和鐳(Ra)。二、射線的本質(zhì)1.α射線：實際上就是氦原子核，速度可達(dá)到光速的eq\f(1,10)，其電離能力強(qiáng)，穿透能力較弱，在空氣中只能前進(jìn)幾厘米，用一張紙就能把它擋住。2.β射線：是高速電子流，速度可達(dá)光速的99%，它的穿透能力較強(qiáng)，電離能力較弱，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板。3.γ射線：是能量很高的電磁波，波長很短，在10－10m以下，它的電離作用更弱，穿透能力更強(qiáng)，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板或幾十厘米厚的混凝土。4.射線來自原子核，說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的。〖判一判〗(1)α射線實際上就是氦原子核，α射線具有較強(qiáng)的穿透能力。(×)(2)β射線是高速電子流，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板。(√)(3)γ射線是能量很高的電磁波，電離作用很強(qiáng)。(×)三、原子核的組成1.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)：1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，質(zhì)子是原子核的組成部分。2.中子的發(fā)現(xiàn)：盧瑟福猜想原子核內(nèi)存在著一種質(zhì)量與質(zhì)子相同，但不帶電的粒子，稱為中子。查德威克通過實驗驗證了這個猜想。3.原子核的組成：原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子。4.原子核的符號5.同位素：核中質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素。例如，氫有三種同位素氕、氘、氚，符號是eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H?！寂幸慌小?1)質(zhì)子和中子都不帶電，是原子核的組成成分，統(tǒng)稱為核子。(×)(2)原子核的電荷數(shù)就是核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)，也就是這種元素的原子序數(shù)。(√)(3)同位素具有不同的化學(xué)性質(zhì)。(×)探究1天然放射現(xiàn)象和三種射線1.α、β、γ三種射線的性質(zhì)、特征比較種類α射線β射線γ射線組成高速氦核流高速電子流光子流(高頻電磁波)帶電荷量2e－e0質(zhì)量4mp(mp＝1.67×10－27kg)eq\f(mp,1836)靜止質(zhì)量為零速率0.1c0.99cc貫穿本領(lǐng)最弱，用一張紙就能擋住較強(qiáng)，能穿透幾毫米的鋁板最強(qiáng)，能穿透幾厘米的鉛板電離作用很強(qiáng)較弱很弱2.在電場、磁場中偏轉(zhuǎn)情況的比較(1)在勻強(qiáng)電場中，α射線偏轉(zhuǎn)較小，β射線偏轉(zhuǎn)較大，γ射線不偏轉(zhuǎn)，如圖甲所示。(2)在勻強(qiáng)磁場中，α射線偏轉(zhuǎn)半徑較大，β射線偏轉(zhuǎn)半徑較小，γ射線不偏轉(zhuǎn)，如圖乙所示。〖例1〗天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實驗結(jié)果如圖所示，由此可推知()A.②來自原子核外的電子B.①的電離作用最強(qiáng)，是一種電磁波C.③的電離作用較強(qiáng)，是一種電磁波D.③的電離作用最弱，是一種電磁波〖答案〗D〖解析〗①射線能被一張紙擋住，說明它的穿透能力較差，①射線是α射線，α射線是高速運(yùn)動的氦核流，它的穿透能力差，電離作用最強(qiáng)，選項B錯誤；②射線的穿透能力較強(qiáng)，說明它是β射線，β射線是高速電子流，β射線來自原子核，不是來自原子核外的電子，選項A錯誤；③射線的穿透能力最強(qiáng)，能夠穿透幾厘米厚的鉛板，③射線是γ射線，γ射線的電離作用最弱，穿透能力最強(qiáng)，它是能量很高的電磁波，故選項C錯誤，D正確?！坚槍τ?xùn)練1〗(多選)天然放射性物質(zhì)的放射線包括三種成分，下列說法正確的是()A.一張厚的黑紙能擋住α射線，但不能擋住β射線和γ射線B.γ射線在電場或磁場中均不偏轉(zhuǎn)，是中子流C.三種射線中對氣體電離作用最強(qiáng)的是α射線D.β射線是高速電子流，但不是原來繞核旋轉(zhuǎn)的核外電子〖答案〗ACD〖解析〗由三種射線的本質(zhì)和特點可知，α射線貫穿本領(lǐng)最弱，一張黑紙都能擋住，而擋不住β射線和γ射線，故A正確；γ射線是一種電磁波，不是中子流，故B錯誤；三種射線中α射線電離作用最強(qiáng)，故C正確；β射線是高速電子流，來源于原子核，故D正確。探究2原子核的組成1.原子核(符號eq\o\al(A,Z)X)原子核eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(大?。汉苄。霃降臄?shù)量級為10－15m,組成\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(質(zhì)子：電荷量e＝＋1.6×10－19C,質(zhì)量mp＝1.6726219×10－27kg,中子：電荷量為0,質(zhì)量mn＝1.6749275×10－27kg)),同位素：質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的原子))2.基本關(guān)系電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＝元素的原子序數(shù)＝核外電子數(shù)，質(zhì)量數(shù)(A)＝核子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)。3.同位素(1)化學(xué)性質(zhì)的決定因素：原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子的數(shù)目，也決定了電子在核外分布的情況，進(jìn)而決定了這種元素的化學(xué)性質(zhì)。(2)氫的同位素：氕(eq\o\al(1,1)H)、氘(eq\o\al(2,1)H)、氚(eq\o\al(3,1)H)?！祭?〗已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核質(zhì)量數(shù)是226。試問：(1)鐳核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)分別是多少？(2)鐳核的電荷數(shù)和所帶電荷量是多少？(3)若鐳原子呈電中性，它核外有多少電子？〖答案〗(1)88138(2)881.41×10－17C(3)88〖解析〗(1)鐳核中的質(zhì)子數(shù)等于其原子序數(shù)，故質(zhì)子數(shù)為88，中子數(shù)N等于原子核的質(zhì)量數(shù)A與質(zhì)子數(shù)Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138。(2)鐳核的電荷數(shù)和所帶電荷量分別是Z＝88，Q＝Ze＝88×1.6×10－19C＝1.41×10－17C。(3)核外電子數(shù)等于電荷數(shù)，故核外電子數(shù)為88?！坚槍τ?xùn)練2〗用符號表示以下原子核，并說出原子核的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)。(1)α粒子；(2)質(zhì)量數(shù)為14的碳原子核；(3)電荷數(shù)為8、質(zhì)量數(shù)為17的氧原子核；(4)質(zhì)量數(shù)為40的鉀原子核；(5)電荷數(shù)為86、核子數(shù)為222的氡原子核?！即鸢浮揭姟冀馕觥健冀馕觥?1)eq\o\al(4,2)He；質(zhì)子數(shù)2，中子數(shù)2；(2)eq\o\al(14,6)C；質(zhì)子數(shù)6，中子數(shù)8；(3)eq\o\al(17,8)O；質(zhì)子數(shù)8，中子數(shù)9；(4)eq\o\al(40,19)K；質(zhì)子數(shù)19，中子數(shù)21；(5)eq\o\al(222,86)Rn；質(zhì)子數(shù)86，中子數(shù)136。1.(天然放射現(xiàn)象的認(rèn)識)(多選)下列哪些現(xiàn)象能說明射線來自原子核()A.三種射線的能量都很高B.射線的強(qiáng)度不受溫度、外界壓強(qiáng)等物理條件的影響C.元素的放射性與所處的化學(xué)狀態(tài)(單質(zhì)、化合物)無關(guān)D.α射線、β射線都是帶電的粒子流〖答案〗BC〖解析〗能說明射線來自原子核的證據(jù)是元素的放射性與其所處的化學(xué)狀態(tài)和物理狀態(tài)無關(guān)，B、C正確。2.(三種射線的特性)(多選)如圖中P為放在勻強(qiáng)電場中的天然放射源，其放出的射線在電場的作用下分成a、b、c三束，以下判斷正確的是()A.a為α射線、b為β射線B.a為β射線、b為γ射線C.b為γ射線、c為α射線D.b為α射線、c為γ射線〖答案〗BC〖解析〗由題圖可知電場線方向向右，α射線帶正電，所受電場力方向與電場線方向一致，故α射線向右偏轉(zhuǎn)，即c為α射線；β射線帶負(fù)電，所受電場力方向與電場線方向相反，故β射線向左偏轉(zhuǎn)，即a為β射線；γ射線不帶電，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即b為γ射線。故選項B、C正確。3.(原子核的組成)(2021·棗莊市三中高二月考)eq\o\al(238,92)U核中有()A.92個電子 B.238個質(zhì)子C.146個中子 D.330個核子〖答案〗C〖解析〗eq\o\al(238,92)U中質(zhì)子數(shù)為92，核子數(shù)238，由于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和為核子數(shù)，則中子數(shù)為146，原子核內(nèi)沒有電子，故A、B、D錯誤，C正確。4.(原子核的組成)(多選)氫有三種同位素，分別是氕(eq\o\al(1,1)H)、氘(eq\o\al(2,1)H)、氚(eq\o\al(3,1)H)，則()